Устройство для контроля обрыва изделий при перемотке Советский патент 1982 года по МПК G01R31/02 

1

.Изобретение относится к устройствам для контроля целостности изделий при перемотке их с вращающегося барабана, например бобины, и может быть использовано на операциях намотки в электро- и радиотехнической промышленности.

Известно устройство для автомати ческого контроля целостности изделий при их перемотке, содержащее следящую систему, выполненную в виде жестко связанного с бобиной диска с кулачком, контакты микровыключателей, тиратронную ячейку и приводной двигатель ОНедостатком известного устройства является низкое быстродействие, обусловленное тем, что оно не обеспечивает оперативный контроль обрыва перематываемого изделия, особенно в конце цикла перемотки, так как постоянная времени заряда конденсаторов тиратронной ячейки выбирается больше, чем

максимальное время одного оборота бобины.

Известно также автоматнческое устройство для контроля целости изделий, содержащее диск с кулачком, нормально замкнутые контакты, первые резисторы и логический блок, выполненный на основе многопорогового логического элемента С2, . .

10

Однако такое устройство имеет ограниченную область применения, .обусловленную повышенной взрывоопасностью и наличием сильных помех ,5 вследствие искрения конденсаторов при разрядах.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для контроля обрыва изделий

20 при перемотке, содержащее диск с кулачком, соединенным механически с нормально-замкнутыми контактами, первые резисторы, логический блок. источник напряжения, второй резистор компаратор и преобразователь f 3j Недостатком известного устройства является низкое быстродействие, обусловленное тем, что для срабатывания исполнительного реле необходимо чтобы выходное напряжение преобразователя уменьшилось на величину , равную его шагу квантования, на что требуют ся значительные затраты времени при малой скорости снижения напряжения в случае обрыва изделия. Другим-недостатком известного устройства явля ется сложность вследствие наличия .логического блока, включающего большое число электрорадиоэлементов. Цельг зобретения - .повышение быстродействия устройства. Поставленная цель достигается тем что в устройство для контроля обрыва изделий при перемотке, содержащее диск с кулачком, соединенный механически с размыкающимися контактами, преобразователь, соединенный первым и вторым входами с первым и вторым размыкающимися контактами соответственно, первый и второй регистры, соединенные первыми выводами между со. бой, вторыми выводами, соответственно, с первым и вторым выходами источ ника питания, первый вывод которого соединен с первым входом компаратора и с третьим входом преобразователя, второй вывод - с вторым входом компаратора и первым выходом преобразователя, соединенного вторым выходом с третьим входом компаратора, причем компаратор содержит первый транзистор, соединенный эмиттером с первыми выводами третьего резистора и первого конденсатора, базой через второй конденсатор с первь1М выводом первичной обмотки трансформатора, второй и третий выводы которой соединены с анодами первого-и второго диодов, первый и второй выводы первой вторич ной-обмоток трансформатора соединены с коллектором первого транзистора и с четвертыми входом компаратора, первый вывод второй вторичной обмотки трансформатора соединен через тре тии диод и четвертый резистор с первым выводом пятого резистора и базой второго транзистора, соединенного коллектором через обмотку испол нительнрго реле с четвертым входом компаратора, эмиттером с вторыми выводами третьего, пятого резисторов и первого конденсатора, вторым вывоом второй вторичной обмотки трансорматора и с вторым входом компараора, первые выводы первого и второго езисторов соединены с пятым входом компаратора, а в компаратор введены ретий и четвертый конденсаторы, содиненный первыми выводами с вторым входом компаратора, вторыми выводами с первым и вторым выводами первичной бмотки трансформатора, катоды первого и второго диодов срединены с третьим входом компаратора. На фиг. 1 приведена принципиальная, схема предлагаемого устройства; на фиг.. 2 - временная диаграмма работы компаратора. .. На фиг. 2 обозначено: Unbiv напряжение на выходе преобразователя и на входе компаратора, .. - напряжение генерации блокинг-генератора, . изменение напряжения на конденсаторе 32; Устройство содержит диск 1 с кулачком 2, размыкающиеся контакты 3, преобразователь 4, компаратор 5, источник 6 питания, исполнительное реле 7, первый резистор 8, второй резистор 9Преобразователь .k содержит формирователь импульсов на шестом резисторе 10, пятом конденсаторе П, четвертом диоде 12, одновибратор на седьмом 13, восьмом 14, девятом 15, десятом 16, одиннадцатом 17, двенадцатом 18 резисторах, третьем 19 и четвертом 20 транзисторах, шестом конденсаторе 21, повторитель на пятом транзисторе 22, тринадцатом 23 и четырнадцатом 24 резисторах и седьмом конденсаторе 25. Компаратор 5 содержит первый 2б и второй 27 диоды, третий резистор 28, второй 29, первый 30, третий 31 и четвертый 32 конденсаторы, первый транзис ор 33 трансформатор 34 с обмот} ами: первичной 35 первой вторичной 36 и второй вторичной 37, второй транзистор 38, третий диод 39, пятый резистор 40 и четвертый резистор 41, первый 42, второй 43 и третий 44 выводы первичной обмотки 35 трансформатора 34. Устройство работает следующим образом. Диск 1 , кинематически связанный с бобиной, с которой сматывается изделие посредством кулачка 2, за каждый оборот бобины размыкает следящий контакт 3, который включен на входе преобразователя k. С выхода преобразова теля k напряжение поступает на вход компаратора 5. Рабочая точка транзистора 33 выбрана таким образом, что блокинг-генератор возбуждается и генерирует непрерывную последовательность импульсов при отсутствии кйждо го входного сигнала, а емкость конденсатора 32 выбирается в,50-100 раз большей, чем емкость конденсатора 29 поэтому режим работы блокинг-генератора в исходном состоянии определяется величинами емкостей конденсаторов 31 и 30 и выбранным режимом транзистора 33. При поступлении на вход компаратора 5 плавно нарастающего напряжения, пропорционального скорости вращения бобины (фиг. 2, Ugijiif), возникают токи заряда конденсаторов 31 и 32, Конденсатор 32 заряжается токами протекающими по двум параллельным ветвям: первая - диод 27, конденсатор 32, вторая - диод 26, выводы , обмотки трансформатора 3, конденсатор 32. Благодаря задержке . нарастания напряжения на конденсаторе 32, величина напряжения на выводе k2 несколько выше, чем на выводе , что вызывает протекание тока в первич ной,обмотке трансформатора 3 от выво да 42 к выводу 44. Так как емкость и время заряда конденсатора 32 относи тельно невелики, он не влияет на процессы, происходящие в схеме при его заряде. Ток заряда конденсатора 32 в первичной обмотке 35 трансформатора направлен противоположно току положительной обратной связи блокинг-генератора. При этом условии самовозбуждение отсутствует и генерации нет. По мере уменьшения намотки на бобине скорость ее вращения увеличивается. Соответственно увеличивается напряжение на выходе преобразователя t, а значит и на входе компаратора 5, что и обеспечивает поддержание условий отсутствия самовозбуждения и гене рации. Обрыв изделия вызовет уменьшение скорости вращения диска 1 и соответственно уменьшение напряжения на выходе преобразователя и на входе компаратора 5. При этом изменение напряжения происходит в обратном направлении. Уменьшается разность мгновенных значений на выводах 42 и kk до нуля (на графике фиг. 2С(, точка .5 По мере дальнейшего уменьшения, ско-, рости вращения бобины и напряжения на выходе преобразователя , напряжение на конденсаторе 32 () начинает превышать входное напряжение компаратора 5, что вызывает протекание тока в первичной обмотке трансформатора от вывода 4 к выводу 42, Совпадающего с током положительной обратной связи блокин -генератора, т. е, является условием его самовозбуждения. Блокин -генератор на транзисторе 33 начинает генерировать непрерывную последовательность .импульсов (фиг. 2(5). Конденсатор 31 обеспечивает устойчивость работы блокинг-генератора после начала процесса автоколебаний. Напряжение с дополнительной обмотки 37 трансформатора после начала генерации выпрямляется диодом 39 и поступает на транзистор 38, который открывается и включает -реле- 7, отключающее приводной двигатель бобины, с которой сматывается изделие. Подключение конденсаторов 31 и 32 к выводам первичной обмотки трансформатора дает возможность осуществлять непрерывное слежение за изменением приращения сигнала преобразователя k с запаздыванием меньшим, чем время уменьшения амплитуды скгнала на величину одного шага квантования сигнала в известном устройстве и фиксировать уменьшение этого сигнала с большой точностью относительно момента обрыва изпепия,,что обеспечивает повышение быстродействия устройства и позволяет исключить из устройства сложный логический блок. При этом уменьшается ненужное сматывание изделия с бобины при его отрыве, произврдительность намотки возрастает в среднем на 11-12. Формула изобретения Устройство для контроля обрыва изделий: при перемотке, содержащее диск с кулачком, соединенный механически с pa; мыкatCJ имl cя контактами, преобразователь, соединенный первым и вторым входами с первым и вторым размыкающимися контактами соответственно, первый и второй pe3Hctopbi, соединенные первыми выводами между собой, вторыми выводами - соответственно с первым и вторым выходами сточника питания, первый вывод котоого соединен с первым входом компаратора и с третьим входом преобразователя, второй вывод - с вторым входом компаратора и первым выходом преобразователя, соединенного вторым выходом с третьим входом компаратора, причем компаратор содержит первый транзистор, соединенный эмиттером с первыми выводами третьего-резистора и первого конденсатора, базой через второй конденсатор с перЕзым выводом первичной обмотки трансформатора, второй и третий выводы которой соединены с анодами первого и второго диодов, первый и второй выводы первой вторичной обмотки трансформатора соединены с коллектором первого транзистора и с четвертым входом компаратора первый вывод второй вторичной обмотки трансформатора соединен через третий диод и четвертый резистор с первым выводом пятого резистора и базой второго транзистора, соединенного коллектором через обмотку исполнительного реле с четвертым входом компаратора, эмиттером с вторыми выводами третьего, пятого резисторов и первого конденсатора, вторым выводом второй вторичной обмотки трансформатора и с вторым входом компаратора, о т л и чающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, первые выводы первого и второго резисторов соединены с пятым входом компаратора, а в компаратор введены

третий и четвертый конденсаторы, соединенные первыми выводами с вторым входом компаратора, вторыми выводами с первым и вторым выводами первичкой обмотки трансформатора, а катоды

первого и второго диодов соединены с третьим входом компаратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 186030, кл. Н 01 F it1/06, 1966.

2.Авторское свидетельство СССР № , кл. Н 01 F /И/Об, 1977..

3.Авторское свидетельство СССР .по заявке № 29 2643/18-21,

кл, G Об F 15Л6, 1980 (прототип).

(це.1